JP2000031861A - 無線通信用トランシ―バ - Google Patents
無線通信用トランシ―バInfo
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Abstract
TDD作動モードで作動可能なトランシーバーを提供し
ようとするものである。 【解決手段】 第1アンテナ(2)と、第1周波数範囲
の信号を送信するようにこれに接続されたた第1フィル
タ手段(6)と、第2アンテナ(30)と、前記第1周
波数範囲又はこれと異なる第2周波数範囲の信号を受信
するようにこれに接続された第2フィルタ手段(32、
44)とを具えた無線通信用のトランシーバが提供され
る。トランシーバが第1作動モードにある場合、トラン
シーバは前記第1アンテナ(2)を介して前記第1周波
数範囲の信号を送信し、前記第2アンテナ(30)を介
して前記第2周波数範囲の信号を受信するように構成さ
れ、そして、第2作動モードにある場合、トランシーバ
は前記第2アンテナ(30)を介して前記第1周波数の
信号を受信するように構成されている。
Description
れるトランシーバに関する。特に、それに限定されるわ
けではないが本発明は、二つの作動モードを有するトラ
ンシーバに関し、第1の作動モードにおいてはトランシ
ーバに受信される信号とそれから送信される信号は異な
る周波数範囲にあり、第2の作動モードにおいては受信
並びに送信信号は同じ周波数範囲にある。
ク(cellular telecommunication networks) において
は、基地トランシーバ局と連携するセル内の移動局は第
1周波数範囲を使用して基地トランシーバ局に信号を送
信している。基地トランシーバ局は第2の異なる周波数
範囲を使用してその基地トランシーバ局と連携するセル
内の移動局に信号を送信している。これは、周波数分割
二重化作動モード(FDD)として知られており、アナ
ログセルラー方式電気通信システムに使用されていると
共に、GSM等の最近のデジタルセルラー方式電気通信
システムにも使用されている。
ス方式におけるFDD作動の原理が示されている。第1
周波数範囲F1は移動局から基地局への信号の送信に使
用され、第2周波数範囲F2は基地局から移動局への信
号の発信に使用されている。実際に、各周波数範囲F1
とF2は、更に小さい周波数範囲f1とf2にそれぞれ
分割されている。こうして、特定のセル内の一つの移動
局は小さな周波数範囲f1の一つを割り当てられて、そ
の移動局が位置しているセルと連携する基地局との交信
を行う。同じように、基地局は小さい周数範囲f2の一
つを割り当てられて、移動局との交信を行う。
るGSMシステム等のシステムにおいては、各小さい周
波数範囲は複数のフレーム100に分割され、その一つ
が図10(d)に示されている。各フレーム100は複
数の時間スロット102を含んでいる。基地局は順次の
フレーム中の特定の時間スロット102を割り当てら
れ、小さな周波数範囲f2の一つにおいて与えられた移
動局と交信を行う。同じように、移動局は順次のフレー
ムの特定の時間スロットを割り当てられ、小さな周波数
範囲f1の一つにおいて基地局と交信を行う。
との交信に使用するのと同じ周波数範囲を使用して、基
地トランシーバ局が移動局と交信を行ってもよいことが
提案されている。これは、時分割二重伝送(TDD)モ
ードとして知られ、例えばDECTシステム等で使用さ
れている。図10(d)に示したフレームとスロット構
造も使用される。こうして、TDDモードにおいては、
各フレーム中の特定の時間スロットが移動局による使用
のために割り当てられて基地局に信号を送信する。各フ
レーム中の残りのスロットは基地トランシーバ局によっ
て使用され、移動局に信号を送信する。
ードを使用することができる、二重モードの移動局を持
つことが提案されている。前述した時分割多重アクセス
を用いるシステムにおいては、移動局は信号を同時に受
信し且つ送信することはない。したがって、移動局によ
って受信・送信される信号の隔離に留意しなくてもよ
い。
割多重アクセス(CDMA)方式であり、これも、移動
局から基地トランシーバ局へ送信される信号のための第
1周波数範囲F1と、基地トランシーバ局から移動へ送
信される信号のための第2周波数範囲F2を使用してい
る。上述のFDMA/TDMAシステムと同様に、この
CDMAシステムは、図10(b)に示すように小さな
周波数範囲に分割された第1及び第2周波数範囲を有し
ている。しかし、同じフレーム及び時間スロット構造は
使われていない。その代わりに、各信号は小さな周波数
範囲の一つで送信され、同じ小さな周波数範囲の信号同
士は、これらの信号に付与された広がり符号によって区
別される。このCDMA方式においては、移動局は、信
号の受信と送信を同時に行うことができる。したがっ
て、CDMA方式を使用している移動局は、アンテナに
接続されたデュプレックス・フィルタを具えている。こ
のデュプレックス・フィルタは、受信信号と送信信号と
の間及びその逆において干渉が生じないようにするため
の充分な分離を有することが必要である。
モードで作動し、FDD作動モードでは信号を同時に受
信・送信可能な移動局を実現するために、本発明者等は
三つの異なるトランシーバを考えた。両方の作動モード
において、CDMA、TDMA、又はその他の適宜な方
法が使用される。図1〜3に示されたこれら三つのトラ
ンシーバは、従来技術の一部を構成していないことに留
意すべきである。
は図1に示され、以下に詳細に説明されている。信号を
受信し且つ送信するためにアンテナ2が設けられてい
る。このアンテナ2は周波数範囲F1の信号を送信し、
周波数範囲F1とF2の信号を受信するように構成され
ている。このアンテナ2はスイッチ4に接続され、この
スイッチはデュプレックス・フィルタ6と帯域フィルタ
8のいずれか一方を選択的にアンテナ2に接続する。こ
のスイッチ4の位置は作動モードに応じて決められ、後
に詳述される。デュプレックス・フィルタ6は、周波数
範囲F2に同調せしめられている受信フィルタ部分6a
と周波数範囲F1に同調せしめられている送信フィルタ
部分6bとを具えている。帯域フィルタ8は周波数F1
に同調せしめられている。スイッチ10は、このフィル
タ8又はデュプレックス・フィルタ6の受信フィルタ部
分6aを選択的に低ノイズ増幅器12に接続する。低ノ
イズ増幅器12の出力はミクサ14に接続され、そこで
受信信号は高周波シンセサイザ16からの信号と混合さ
れる。この高周波シンセサイザ16は局部発振器として
作動する。ミクサ14の出力は、通常はアンテナ2が受
信した信号の周波数より低い中間周波数にある。トラン
シーバの他の部分は当業者にとっては公知であるので、
ここでの説明は省略する。
波数で第2のミクサ18に入力される。この第2ミクサ
18には、局部発振器として作動する第2の高周波シン
セサイザ20からの入力もある。第2ミクサ18の出力
は無線周波数で送信されるべき信号を表し、これは周波
数範囲F1にある。この無線周波数は、信号がチャンネ
ルを通って基地トランシーバ局に送信される周波数であ
る。第2ミクサ18の出力は電力増幅器22に入力さ
れ、そこで信号が増幅される。この電力増幅器22の出
力はデュプレックス・フィルタ6の送信部分6bで受信
され、そこで信号は濾波されて周波数範囲F1以外の望
ましくない信号成分とノイズが除去される。
ドを有す。FDD作動モードの場合、スイッチ4がアン
テナ2をデュプレックス・フィルタ6の受信フィルタ部
分6aに接続する。アンテナ2はフィルタ8には接続さ
れない。第2のスイッチ10はデュプレックス・フィル
タ6の受信部分6aを低ノイズ増幅器12に接続する。
こうして、アンテナ2が受信した信号はデュプレックス
・フィルタ6の受信部分6aを経て低ノイズ増幅器12
に伝達される。受信された信号は、低ノイズ増幅器12
からミクサ14に伝達される。
は第2ミクサ18から電力増幅器22に渡る。送信され
るべきこれらの信号は、次にデュプレックス・フィルタ
6の送信部分6bによって濾波され、アンテナ2に出力
される。この作動モードでは、アンテナ2は信号の受信
と送信を同時に行うことができる。TDD作動モードの
場合には、スイッチ4と10は図1に示す位置にある。
アンテナ2は帯域フィルタ8に接続され、この帯域フィ
ルタは順にスイッチ10を介して低ノイズ増幅器12に
接続されている。デュプレックス・フィルタ6はアンテ
ナ2又は低ノイズ増幅器12には接続されていない。T
DDモードの場合には、アンテナ2は信号の送信と受信
を同時には行わない。信号が送信されるべき時にはスイ
ッチ4の位置を切り換える必要がある。送信信号及び受
信信号は両者とも周波数範囲F1である。
10が、両方とも充分に分離しなければならないという
欠点がある。典型的な例としては、これらのスイッチに
必要な分離の全体の程度は、50〜60デシベルの範囲
にある。この分離は、スイッチ4がアンテナ2をデュプ
レックス・フィルタ6に接続している場合であっても、
FDD作動モードで送信された信号の一部が帯域フィル
タ8を経て低ノイズ増幅器12に供給されるのを防止す
るのに必要である。第1、第2スイッチ4、10が充分
に分離されていないために、送信されるべき信号が低ノ
イズ増幅器12に到達することが防げられない場合に
は、周波数範囲F1で送信されるべき信号と周波数範囲
F2で受信されるべき信号との間で干渉が生じることが
ある。低ノイズ増幅器12に到達した送信されるべき信
号の一部が、受信されるべき信号よりもはるかに高い電
力レベルを有している場合には、受信されるべき信号は
ブロックされる。そのため、この受信されるべき信号に
よって搬送されている情報が失われたり、誤ったものと
なる恐れがある。
信号よりもはるかに大きい強度を有していると云う事実
によって更に深刻なものとなる。この問題は、二つのス
イッチ4と10が充分に分離して送信信号がフィードバ
ックされることを防げれば回避することができる。この
問題を処理するための所望の程度に分離された無線周波
数スイッチは高価であると共に、実際に使用するのは難
しい。
つの問題は、アンテナ2によって送信されるべき信号の
歪みを防ぐために、第1スイッチ4が良好な線形性を持
たなければならないことである。これによって、第1ス
イッチ関連のコストが更に高価になると共に、このスイ
ッチの使用が一層困難になる。特に、良好な分離と良好
な線形性とを有するスイッチの使用は難しい。
ードを有する第2の二重モード・トランシーバを示す。
FDD作動モードはCDMAを使用し、一方、TDD作
動モードはTDMA又はCDMA/TDMAの混合作動
モードを使用している。図1の構成部品と同じ構成部品
は同じ符号で示され、これらの説明は省略する。図2の
構成と図1の構成との主たる差異は、デュプレックス・
フィルタ6が送信フィルタ部分6bと共にチューナブル
受信フィルタ部分6’aを具えていることである。この
送信フィルタ部分6bは、図1のデュプレックス・フィ
ルタ6の送信フィルタ部分と同じである。
分6’aは周波数範囲F2に同調せしめられている。し
たがって、このトランシーバはF2の範囲の周波数を有
する信号を受信可能であり、且つF1の範囲の周波数を
有する信号を送信可能である。TDD作動モードの場
合、受信フィルタ部分6’aは周波数F1に同調せしめ
られている。したがって、TDD作動モードでは、信号
は、同時にではないが、周波数F1で受信され且つ送信
される。しかし、FDDモードで、送信されるべき信号
の少なくとも一部が低ノイズ増幅器12に到達するのを
防ぐのに充分な程度に分離されているチューナブル・デ
ュプレックス・フィルタを使用することは難しく且つ高
価である。例えば、50〜60デシベルの分離が必要で
ある。分離は標準型のデュプレックス・フィルタに固有
の問題であるが、この問題は、デュプレックス・フィル
タがチューナブル・フィルタ部分を有している場合には
更に深刻なものとなる。
る。図1に示された構成部品と同じ構成部品は同じ符号
で示され、これらの構成部品についての説明は省略す
る。アンテナ2はデュプレックス・フィルタ6に接続さ
れ、このデュプレックス・フィルタは周波数範囲F2に
同調せしめられている受信フィルタ部分6aと周波数範
囲F1に同調せしめられている送信フィルタ部分6bと
を有する。一つのスイッチ23が設けられている。FD
D作動モードでは、このスイッチ23は図3に示す位置
にあり、受信フィルタ部分6aを低ノイズ増幅器12に
接続している。受信された信号は受信フィルタ部分6a
を通って、スイッチ23を経て低ノイズ増幅器12に達
する。送信されるべき信号は電力増幅器22からデュプ
レックス・フィルタ6の送信フィルタ部分6bに達す
る。
ュプレックス・フィルタ6の送信フィルタ部分6bを低
ノイズ増幅器12に接続し、受信信号を送信フィルタ部
分6bを経て低ノイズ増幅器12に送る。この構成に伴
う欠点は、スイッチ23が無線周波数信号を取り扱い且
つ50〜60デシベルの良好な分離を提供しなければな
らない点にある。FDD作動モードの場合に、スイッチ
23によって充分な分離が提供されないと、送信される
べき信号は受信信号との間で干渉が生じることがある。
これは、図1に示す構成の場合に生じた問題と類似の問
題である。更に、このスイッチ23は、図1に関して述
べたのと同じ理由によって、良好な線形性も必要とす
る。これらの必要な線形性と分離機能の両者を兼ね備え
たスイッチの使用は難しく且つ高価なものとなる。
いては、性能を改善するために最大比合成空間ダイバー
シティ技術(the maximum ratio combining space dive
rsity technique)を使用することがある。この技術を使
用したトランシーバを図4に示す。このトランシーバは
単一モードのシステム(FDD又はTDD)に関しての
み使用され、このトランシーバを二重モードの移動局に
関して使用することは企図されていなかった。図1〜3
に示された構成部品と同じ部品には同じ符号が使用され
ている。図4に示された構成は、周波数範囲F2に同調
せしめられている受信フィルタ部分6aと周波数範囲F
1に同調せしめられている送信フィルタ部分6bとを有
するデュプレックス・フィルタ6に接続されたアンテナ
2を具えている。デュプレックス・フィルタ6の受信フ
ィルタ部分6aの出力は低ノイズ増幅器12に入力さ
れ、この増幅器の出力は第1ミクサ14に接続されてい
る。この第1ミクサ14は、その出力が中間周波数の受
信信号を表すように高周波シンセサイザ16からの入力
を受ける。
セサイザ16からの入力を受ける第2ミクサ18、電力
増幅器22及びデュプレックス・フィルタ6の送信フィ
ルタ部分6bで構成されている。図4のトランシーバ
は、第1アンテナ2から物理的に距離を隔てた第2アン
テナ30を具えている。この第2アンテナ30は信号を
受けるためだけに使用され、周波数範囲F2に同調せし
められている受信フィルタ32に接続されている。この
フィルタ32の出力は第2の低ノイズ増幅器34に接続
され、この増幅器の出力は第3のミクサ36に接続され
ている。この第3ミクサ36は、その出力が中間周波数
の受信信号を表すように、第2の高周波シンセサイザ3
8からの入力を受ける。
として使用されている。例えば、基地局からの信号がア
ンテナ2では強く受信されない場合でもアンテナ30で
は強く受信されることがあり、またはその逆の場合もあ
る。これは、第1及び第2アンテナに受信される信号が
基地局から移動局まで異なる経路を通ることに起因す
る。アンテナ2と30で受信される信号は、改善された
性能を与える最大比合成技術を使用して同相的(coheren
tly)に組み合わされ、又は最強の信号が選ばれる。この
信号の組合せや最強信号の選択は、図4に示されていな
いトランシーバの部品によって行われる。
は、二つの作動モードで作動可能で、これまで述べた構
成の問題を少なくとも解消するトランシーバを提供する
ものである。好ましくは、この二つの作動モードは、T
DD作動モードとFDD作動モードである。本発明の一
態様によれば、第1周波数範囲の信号を送信する第1ア
ンテナ及びこれに接続された第1フィルタ手段と、トラ
ンシーバの作動モードに応じて前記第1周波数範囲又は
これと異なる第2周波数範囲の信号を受信する第2アン
テナ及びこれに接続された第2フィルタ手段とを具え、
これによって、トランシーバの第1作動モードの場合に
は、該トランシーバは前記第1アンテナを介して前記第
1周波数範囲の信号を送信し、前記第2アンテナを介し
て前記第2周波数範囲の信号を受信するように構成さ
れ、第2作動モードの場合には、前記トランシーバは前
記第2アンテナを介して前記第1周波数範囲の信号を受
信するように構成されている無線通信用トランシーバが
提供される。
れるので、分離の必要性が少なくなる。これは、これら
のアンテナ間に結合損失(Coupling Los
s)が存在し、分離を大きくする必要がないからであ
る。第1アンテナと第2アンテナが互いに物理的に離れ
ていることによって、この結合損失が増大する。本発明
の実施例は、アップリンク及びダウンリンク通信用の異
なる周波数範囲を使用するすべてのシステムに使用可能
である。
り、第2作動モードはTDD作動モードである。すべて
の信号を第2アンテナだけで受信し、すべての信号を第
1アンテナだけで送信してもよいが、第1作動モードに
おいて第1アンテナと第1フィルタ手段が第2周波数範
囲の信号を受信するように構成することが望ましい。こ
の構成では、信号は第1アンテナによってだけ送信され
ることが望ましい。
場合に第1及び第2アンテナで受信された信号を処理し
て空間ダイバーシティを提供し、性能を改善する。これ
らの信号は同相的に組合せられ、或いは第1及び第2ア
ンテナで受信された信号の中で強い方が選択される。こ
の組合せは最大比合成の同相的合成であってもよい。ト
ランシーバで受信される信号は、異なった数の経路を経
由して伝わる。これは多重経路効果として知られてい
る。信号の通る経路に起因して信号が減衰することによ
って生じる、他方のアンテナに到達して別の経路を経由
して伝わる信号が充分に強いと云う問題は少なくするこ
とができる。こうして、本発明の実施例は、空間ダイバ
ーシティを与えると共に、前述の構成の不利益をこうむ
ることなくFDD及びTDD作動モードで作動可能なト
ランシーバを提供することができる。
数範囲に同調せしめられた第1部分と第2周波数範囲に
同調せしめられた第2部分とを有するデュプレックス・
フィルタを具え、使用の際に、送信される信号は第1部
分によって濾波され、受信信号は第2部分によって濾波
される。第2フィルタ手段は、第1周波数範囲に同調せ
しめられた第1フィルタ部分と第2周波数範囲に同調せ
しめられた第2フィルタとを具えている。第1作動モー
ドにおいてスイッチ手段が第2アンテナを第2フィルタ
に接続し、第2作動モードにおいて第2アンテナを第1
フィルタに接続するように構成されていることが好まし
い。第1、第2アンテナの間の結合損失に起因して、こ
のスイッチ手段は、前述の構成の場合に要したのと同じ
程度の分離は必要としない。したがって、スイッチ手段
は容易且つ安価に使用可能である。
ブル・フィルタを具え、これは第1作動モードにおいて
第2周波数範囲に同調せしめられ、第1作動モードにお
いて第1周波数範囲に同調せしめられている。この場合
にも、アンテナ同士の間の結合損失が大きいため、チュ
ーナブル・フィルタによって提供される分離の程度は少
なくてもよく、このチューナブル・フィルタは、図2に
示された公知の構成の場合に比して容易に使用可能であ
る。
ぞれの増幅手段とミクサ手段に接続されていることが望
ましい。第1作動モードにおいて、トランシーバは信号
の受信と送信を同時に行うように構成されていることが
望ましい。しかし、第2作動モードにおいては、トラン
シーバは信号の受信と送信を同時には行わないように構
成されている。第2作動モードにおいては、トランシー
バは第1アンテナを介して第1周波数範囲の信号を送信
し、信号の受信と送信を同時には行わないように構成さ
れることが望ましい。
有し、第1作動モードにおいては第1アンテナは第1周
波数範囲の第1部分で信号を送信し、第2アンテナは第
1周波数範囲の第2部分で信号を受信するように構成さ
れている。第1アンテナは第2作動モードにおいて第1
周波数範囲の第2部分で信号を送信するように構成され
ることが望ましい。
フォーマット、時分割多重アクセス・フォーマットその
他の適宜なフォーマットで信号を受信し、送信すること
が望ましい。このようにして、本発明の実施例は、その
他の任意の広帯域または非広帯域伝送アクセス技術と共
に使用可能である。移動局は前述のトランシーバを組み
込んだものであることが望ましい。
実施して効果を挙げるために、添付の図面を参照して実
施例を説明する。先ず、本発明の第1実施例を示す図5
を参照する。前述の図に示されているのと同じ構成部品
には同じ符号が付されていることに留意されたい。
を有している。FDD作動モードはCDMAを使用し、
一方、TDD作動モードはTDMA又はTDMA/CD
MAのハイブリッド作動モードを使用することが望まし
い。FDD作動モードでは、第1アンテナ2は信号を周
波数範囲F1で送信するように構成されている。信号は
第1周波数範囲の一つのチャンネルで送信されることに
留意されたい。送信されるべき信号は、中間周波数で第
2ミクサ18に入力される。第2ミクサ18は所与の周
波数の信号を発生する第1高周波シンセサイザ16から
の入力を受ける。第2ミクサ18からの出力は、無線周
波数で送信されるべき信号を表す。この無線周波数信号
は、次に電力増幅器22によって増幅される。この電力
増幅器22の出力はデュプレックス・フィルタ6の送信
フィルタ部分6bを通る。デュプレックス・フィルタ6
の送信フィルタ部分6bは、受信周波数範囲F2中の好
ましくない周波数を含む好ましくない周波数を濾波す
る。
ナ2が望ましい部分が無線周波数F2内にある信号を受
信する。同様に、この信号は第2周波数範囲内のチャン
ネルの一つに受信される。F1とF2は重なっていない
異なる周波数範囲を規定する。これらの二つの周波数範
囲は隔たっていてもよい。受信フィルタ部分6aは、ア
ンテナによって周波数範囲F1で送信された信号を含む
所望の周波数範囲F2から外れたすべての信号を濾波す
る。受信され且つ濾波された信号は低ノイズ増幅器12
に入力され、そこで増幅される。増幅された信号は第1
ミクサ14に入力される。この受信信号は第1ミクサ1
4によって第1シンセサイザ16からの信号と混合され
て、中間周波数の受信信号を表す出力となる。
テナ30は周波数F2の信号を受信するように構成され
ている。第1スイッチ40は、第2アンテナ30が第1
受信フィルタ32に接続されるような位置を占めてい
る。この第1スイッチ40は、一方の側では第2アンテ
ナ30に接続され、他方の側では第1受信フィルタ32
か第2受信フィルタ44のいずれかに接続されている。
第2受信フィルタ44の目的については後述する。第1
受信フィルタ32は、信号を受信して周波数範囲F2以
外のすべての成分を除去する。第1及び第2受信フィル
タ32と44は、両方とも帯域フィルタである。
の出力を第2の低ノイズ増幅器34に接続する。第2ス
イッチ42は一方の側では第1受信フィルタ32か第2
受信フィルタ44のいずれかに接続され、他方の側では
第2の低ノイズ増幅器34に接続されている。第2の低
ノイズ増幅器34の出力は第3ミクサ36に入力され、
該ミクサは第2高周波シンセサイザ38からの入力を受
信する。こうして、第3ミクサ36は受信した信号を無
線周波数から中間周波数にダウンコンバートして、第3
ミクサ36の出力が中間周波数の受信信号を表すように
する。この中間周波数は第1ミクサ14から出力される
信号又は第2ミクサ18に入力される信号の中間周波数
と同じであっても異なっていてもよい。
図5に示された回路は空間ダイバーシティ技術を使用す
る。典型的な例では、二つのアンテナ2と30は、端子
のサイズに対応する距離だけ離れて設置されている。一
般的に、両アンテナの間の間隔が大きい程、利益が大き
い。この間隔は、例えば波長の1/2〜1に等しい。同
じ信号が両方のアンテナ2と30に受信される。しか
し、両アンテナで受信される信号は異なる経路を通り、
したがって異なる強度と異なる多重経路効果を有する。
両アンテナ2と30からの信号は、最大比合成を使用し
て単に同相的に組み合わされ、若しくはその代わりにこ
れら二つのアンテナ2と30で受信された二つの信号の
中で強い方の信号が使用され、弱い方の信号は捨てられ
る。
F2で受信され、周波数範囲F1で送信される。これら
の信号は同時に受信され且つ発信される。更に、受信さ
れるべき信号は互いに離れた二つのアンテナに受信さ
れ、したがって受信された信号に空間ダイバーシティを
与えることができる。TDD作動モードでは、第1スイ
ッチ40は図5に示された位置を占め、第2アンテナ3
0を第2受信フィルタ44に接続する。第2受信フィル
タ44は、周数範囲F1即ちFDD作動モードで使用さ
れる周波数に同調せしめられている。第2アンテナ30
で受信された信号は第2受信フィルタ44で濾波され、
周波数範囲F1以外のすべての成分は除去される。第2
スイッチ42は図5に示された位置を占め、第2受信フ
ィルタ44の出力端を第2の低ノイズ増幅器34の入力
端に接続する。こうして、受信された信号は増幅され
る。低ノイズ増幅器34の出力端は、FDD作動モード
の場合のように第3ミクサ36に接続される。無線周波
数の受信信号は中間周波数にダウンコンバートされる。
におけるのと同じ周波数だけを供給する場合、第3ミク
サ38からの中間周波数出力は、FDD作動モードとT
DD作動モードとでは異なる。しかし、第2シンセサイ
ザ38から出力される周波数は、第3ミクサ36の出力
がFDD作動モードとTDD作動モードの両方で同じに
なるように変更可能である。
数範囲F1で第2アンテナに受信される。第1アンテナ
に接続されたデュプレックス・フィルタ6の受信フィル
タ部分6aは周波数範囲F2に同調せしめられているの
で、周波数F1を有する受信信号は濾波されて受信フィ
ルタ部分6aによって除去される。TDD作動モードに
おいては、第2受信フィルタ44が周波数F1に同調せ
しめられている第2アンテナ30を介してのみ、受信さ
れる信号はうまく受信される。TDD作動モードにおい
ては、第1作動モードの場合のように、送信されるすべ
ての信号は、第2ミクサ18、低ノイズ増幅器22及び
デュプレックス・フィルタ6の送信フィルタ部分6bで
形成される経路を使用する。TDD作動モードにおいて
は、信号は同時には送信及び受信されないが、受信信号
と送信信号は同じ周波数範囲F1にある。TDD作動モ
ードにおいては、信号は第2アンテナ30で受信され、
第1アンテナ2で送信される。FDD作動モードにおい
ては、信号は第1アンテナ2のみで送信され、信号は第
1及び第2アンテナ2と30の両方で受信される。これ
ら二つのアンテナは互いに離れて設置されているので、
両アンテナの間の結合損失が増大する。典型的な場合に
は、この損失は30デシベル以上に達する。したがっ
て、FDD作動モードにおいては、送信される信号の少
なくとも一部が第2受信フィルタ44を通る確率が減少
する。FDD作動モードにおいては、第2受信フィルタ
44はパイパスされる。したがって、FDD作動モード
において、送信される信号が受信される信号を阻止する
ことを防ぐのに必要な第1及び第2スイッチ40と42
の分離が、図1〜3に示された構成に比べて、大幅に低
下する。更に、信号を受信するトランシーバの一部に第
1及び第2スイッチ40と42が使用されているので、
図1〜3に示された構成におけるように、送信信号がこ
れらのスイッチを通る際には必要となる高い線形性も不
要となる。こうして、第1及び第2の無線周波数スイッ
チ40と42は、図1〜3の構成に必要なスイッチと比
較して、分離及び線形性が低くてもよい。このため、ス
イッチ40と42は、図1〜3の構成に必要なスイッチ
よりも安価で且つ容易に使用できる。更に、FDD作動
モードにおいては、この構成によって空間ダイバーシテ
ィも得られる。
ド、即ち基地局から移動局に送信される必要のある情報
量が移動局から基地局に送信される必要のある情報量を
上回っている非対称作動モードとして使用できる。この
非対称モードにおいては、移動局と基地局との間の通信
のために割り当てられた二つのチャンネルがあり、その
一つは第2周波数範囲F2、他方は第1周波数範囲F1
にある。アップリンクとダウンリンクの間の非対称モー
ドであるから、基地局は第2周波数範囲F2の割り当て
られたチャンネルで連続的に送信を行う。移動局は、第
1アンテナ2を介して第2周波数範囲F2でこれらの信
号を受信する。非対称モードにおいては、第1周波数範
囲F1に割り当てられたチャンネルは、移動局がこのチ
ャンネルで時間の一部例えば時間の1/8だけ第1アン
テナ2を介してTDDモードで作動し、残りの時間例え
ば時間の7/8は、このチャンネルは基地局によって使
用されて信号を移動局に送信するように構成されてい
る。基地局からの第1周波数範囲F1の信号は、移動局
の第2アンテナ30で受信される。こうして、非対称モ
ードでは、移動局は基地局から同時に二つのチャンネル
を時間の7/8にわたって受信する。即ち一つのチャン
ネルは第2周波数範囲F2であって第1アンテナで受信
され、他方のチャンネルは第1周波数範囲F1であって
第2アンテナで受信される。時間の1/8の間、移動局
は第1アンテナを介して周波数範囲F2で信号を受信
し、同時に第1アンテナを介して第1周波数範囲F1で
信号を送信する。非対称モードは、基地局が第1周波数
範囲F1の利用可能なチャンネルの幾つかと、第2周波
数範囲F2のチャンネルとを効果的に使用することを可
能にする。
例においては、TDD作動モードで、第2アンテナ30
は第1周波数範囲F1の信号を受信し、これと同時に、
第1アンテナ2は第2周波数範囲F2の信号を受信す
る。図5に記載された実施例と同じ場合又は別の改変例
においては、周波数範囲F1内の異なる周波数を用いた
場合には、信号を周波数範囲F1で同時に送信と受信す
ることが可能である。例えば、両方とも周波数範囲F1
内にある図10(c)に示された周波数範囲FaとFb
は、一方の範囲は受信用に他方の範囲は送信用に使用す
ることができる。二つの異なるアンテナを使用している
ので、これが可能となる。これらの改変例は、後述する
他の実施例にも適用可能であることに留意されたい。
照する。図6に示された構成は、第1、第2スイッチ4
0と42及び第1、第2受信フィルタ32と34が、作
動モードに応じて周波数範囲F1又はF2のいずれかに
同調せしめられることができるチューナブル・受信フィ
ルタ46に置き替えられている点を除いて、図5に示さ
れた例と同じである。FDD作動モードにおいて、この
チューナブル受信フィルタ46は周波数範囲F2に同調
せしめられる。こうして、空間ダイバーシティを与える
第1、第2アンテナ2と30を介して周波数範囲F2の
同じ信号が受信される。この信号は第1アンテナ2を介
して周波数範囲F1で送信される。
ィルタ46は周波数範囲F1、即ちFDD作動モードに
おいて送信信号用に使用される周波数に同調せしめられ
ている。チューナブル・フィルタ46には、作動モード
に応じて、同調せしめられる周波数にフィルタ46を制
御する制御入力が入って来る。周波数範囲F1の信号
は、第2アンテナ30だけにうまく受信され、第1アン
テナ2から同じ周波数範囲で送信されるが、同時にでは
ない。
6は、図2に示されたチューナブル・デュプレックス・
フィルタ6の場合にFDDモードにおいて生じる問題と
同じ問題を避けることができる。これは、チューナブル
受信フィルタ46が、送信される信号のための出力通路
の関連部分から物理的に離れているからである。この出
力通路の関連部分は、デュプレックス・フィルタの送信
フィルタ部分6bと第1アンテナ2とで形成されてい
る。これは、第1アンテナ2と第2アンテナ30とが離
れている結果である。したがって、チューナブル・フィ
ルタ46と送信される信号のための出力通路の関連部分
との間は、本来的に分離されている。チューナブル・フ
ィルタ46のための分離の程度を著しく増大させなくて
も、FDDモードにおいて送信される信号が受信信号に
よって妨害されることによって生じる問題を減少させ、
又は回避することが可能である。これによって、チュー
ナブル・フィルタ46に必要な分離は、図2のデュプレ
ックス・フィルタに必要なそれよりも大幅に小さくてす
む。こうして、図6のチューナブル・フィルタは、図2
のものに比してはるかに安価に使用することができる。
て述べたのと同じように改変することができる。次に、
本発明の第3実施例を示す図7について述べる。図5と
6に示されたものと同じ構成部品には同じ符号が付さ
れ、ここでの説明は省略する。この実施例では、第1周
波数範囲F1は、図10(c)から判るように二つの部
分に分割されている。特に、周波数範囲の第1部分Fa
はFDDモードで移動局から基地局へ信号を送信するの
に使用される。第1周波数範囲の第2部分FbはTDD
作動モードで基地局から移動局へ信号を送信するのに使
用される。更に、この同じ周波数範囲Fbが、TDD作
動モードで移動局で使用されて、信号を基地局に送信す
る。基地局は第2周波数範囲F2を使用して、FDD作
動モードで信号を移動局に送信する。
接続された構成部品は、第2受信フィルタ44’を除い
て第1実施例で第2アンテナ30に接続された構成部品
とほぼ同じである。図7に示された実施例では、第1受
信フィルタ32’は周波数範囲F2に同調せしめられ、
一方、第2受信フィルタ44’は周波数範囲Fbに同調
せしめられている。図7に示された実施例の第2アンテ
ナ30に接続された構成部品は、図5に示された実施例
の第2アンテナ30に接続された構成部品と同じに作動
する。
補助フィルタ70が二つの補助スイッチ72と74を具
えている点で第1実施例の構成部品とは異なっている。
第1補助スイッチ72は、第1アンテナ2を補助フィル
タ70又はデュプレックス・フィルタ6に接続してい
る。第2補助スイッチ74は補助フィルタ70かデュプ
レックス・フィルタ6の送信部分6bのいずれかを電力
増幅器22に接続している。補助フィルタ70は、周波
数範囲Fbに同調せしめられた帯域フィルタである。デ
ュプレックス・フィルタ6の送信部分6bは周波数範囲
Faに同調せしめられている。
30は第1受信フィルタ32に接続されてF2の周波数
範囲の信号を受信する。第1アンテナ2も、デュプレッ
クス・フィルタ6の受信部分6aを通る周波数範囲F2
の信号を受信する。送信される信号は周波数範囲Faで
あり、電力増幅器22の出力端から周波数範囲Faに同
調せしめられているデュプレックス・フィルタ6の送信
部分6bに入る。これらの信号は次に第2アンテナ2で
送信される。
ナ30は第2受信フィルタ44’に接続され、周波数範
囲Fbの信号を受信する。第1アンテナ2は、送信され
る信号が電力送付茎22から補助フィルタ70に送信さ
れ、次いで第1アンテナ2で送信されるように配置され
ている。図6に示された実施例の場合のように、第1、
第2受信フィルタ32と44’はチューナブル・フィル
タで代替可能である。
DDモードにおいて補助スイッチ72と74が図1〜3
に示された構成のスイッチに比べて、分離の程度が小さ
くてすむことである。これは、TDDモードで使用され
る周波数範囲がFDDモードの場合と異なっていること
に起因する。FDDモードにおいて、フィルタ70は、
このバイパス通路を経てアンテナに漏れる周波数範囲F
2の送信信号ノイズを減少させ、フィードバック干渉を
許容限界内のものとする。補助スイッチ72と74は線
形性を有することが必要であるが、これらのスイッチの
間に要する分離の程度が図1〜3に示された構成のそれ
よりもはるかに小さいので、これらのスイッチの使用は
難しくはない。
る。図8は図6に示された実施例と類似している。しか
し、受信信号を中間周波数に変換する代わりに、受信信
号は直接にベースバンド周波数に変換される。図6(及
び図5と7)に示された構成の場合、受信信号を中間周
波数にまでダウンコンバートし、再び中間周波数からベ
ースバンド周波数にまでダウンコンバートする。図8に
示された構成では、受信信号は一ステップで無線周波数
からベースバンドIとQの周波数までダウンコンバート
され、送信信号は一ステップでベースバンドIとQの周
波数から無線周波数までダウンコンバートされる。換言
すれば、中間周波数は使用されない。
トで表すのが普通であり、即ち、データの流れの直角位
相表現 (quadrature representation)(サイン及びコサ
イン)が作られる。この直角位相表現はサインとコサイ
ン部分で構成された変調信号であり、アップコンバート
されて中間周波数か無線周波数のいずれかを生じる。し
たがって、受信信号の場合、それがを無線周波数から直
接にベースバンドIとQの周波数に変換される場合に
は、同時にサイン及びコサイン成分を再発生させる必要
がある。これを達成するには、第1ミクサ14’と第3
ミクサ36’は直角位相ミクサであり、それぞれは二つ
のミクサからなり、一つはI成分用であり、他方はQ成
分用である。第1及び第3ミクサ14’と36’は、そ
れぞれ第1及び第2シンセサイザ16’と38’からの
二つの入力80、81、88及び89を有する。第1及
び第2シンセサイザ16’と38’の一方の出力は、他
方の出力に対して位相が90°ずれている。したがっ
て、第1及び第3ミクサ14’と36’のそれぞれは、
各シンセサイザ16’と38’から出力された同じ周波
数ではあるが互いに位相が90°ずれた二つの信号を受
信する。シンセサイザの入力88、89、80、81の
一つを使用して各ミクサ14’と36’によって別々の
出力84、85、51、53が発生する。各ミクサ1
4’と36’の二つの出力の一つ84と53はベースバ
ンド周波数の受信信号のサイン成分を表し、各ミクサ1
4’と36’の第2の出力85と51はベースバンド周
波数の受信信号のコサイン部分を表している。受信信号
のこれらのサイン及びコサイン成分は、引き続いて復調
器(図示しない)によって復調される。
ド周波数で送信される信号のサイン及びコサイン部分を
組み合わせる必要がある。したがって、サイン及びコサ
イン(I及びQ)成分は、それぞれ別の入力86と87
を介して、第1シンセサイザ16’からの二つの入力8
2と83と共に直角位相ミクサである第2ミクサに入力
される。ここでも、シンセサイザ16’からの二つの入
力82と83は相互に位相が90°ずれている。ミクサ
18’の出力は、サイン及びコサイン成分が一つの信号
に組み合わされて無線周波数で送信される信号信号を提
供する。この信号は周波数範囲F1にある。
ダウンコンバージョンのために、即ち受信信号を直接に
ベースバンド周波数に変換し、送信される信号をベース
バンド周波数から直接に無線周波数に変換するように、
前述と同様に改変可能であることに留意されたい。受信
信号の一方だけ又は両方ともベースバンド周波数に直接
変換し、送信信号を中間周波数に変換することも可能で
ある。同様に、送信信号をベースバンド周波数から無線
周波数に直接に変換し、受信信号の一方又は両方を中間
周波数に変換することもできる。
は、移動局同士が基地局を介して互いに直接に通信し合
う特別なネットワーク・モードにTDDモードが使用さ
れている。この改変例は無線ローカル・ネットワーク
(LAN)に使用可能である。別の例では、基地局を使
用せずにターミナル同士の間の直接通信を行うためにF
DDが使用されている。
においては、第1アンテナが周波数範囲F1での信号の
送信のためだけに配置されている。したがって、この第
1アンテナは信号を受信するようには構成されていな
い。第2アンテナは、作動モードに応じて周波数範囲F
1かF2のいずれかで信号を受信するためにだけ配置さ
れている。この改変例によれば、図1〜3に示された構
成の欠点を解消することができる。更に、デュプレック
ス・フィルタとこのデュプレックス・フィルタの受信部
分に関連する構成部品を省略することが可能である。
(d)に示された原理によってFDDとTDDの二重モ
ードのトランシーバで使用され且つ図7に示された実施
例において使用されるように改変することができる。図
9には、本発明の実施例が使用可能な典型的なセルラー
通信ネットワークの一部が示されている。移動局50又
は52は、これらの二つの移動局50と52が配置され
ているセルに対してサービスを行う基地局54と交信を
行う。一つの改変例においては、一つの移動局が一つ以
上の基地局と交信可能である。移動局はFDDモードで
一つの基地局と交信し、TDDモードで他の基地局と交
信する。本発明の別の改変例においては、例えば二つの
移動局同士の間で基地トランシーバ局を介さずに直接に
交信が行われる。TDDモード及びFDDモードで作動
するように構成された基地トランシーバ局は、FDDモ
ードのみで作動するように構成された基地トランシーバ
局とは異なることに留意されたい。
て、例えば異なる多重アクセス方式、異なる変調法、異
なる変調帯域幅等を使用していることに留意されたい。
本発明の実施例をTDMA及びCDMAシステムを使用
した通信に関して説明したが、本発明の実施例は、他の
タイプの広帯域伝送や非広帯域伝送にも応用可能であ
る。本発明の実施例は、特に、少なくとも一つの作動モ
ードで信号を同時に受信し送信することが必要なFDD
とTDDの二重モードの装置に適用可能である。異なる
作動モードで同じ又は異なるアクセス方法を使用でき
る。本発明の実施例は、移動局以外の装置にも応用可能
である。例えば、基地局や固定局に本発明を組み込んで
もよい。
ーバを示す図である。
ーバを示す図である。
ーバを示す図である。
間ダイバーシティ技術を使用する第4提案のトランシー
バを示す図である。
式図を示す図である。
式図を示す図である。
式図を示す図である。
明の第4実施例の模式図を示す図である。
電気通信ネットワークの一部の模式図を示す図である。
D作動モードの原理を示し、(b)はCDMA作動モー
ドのためのFDD作動モードを使用したシステムを示
し、(c)はFDD作動モードとTDD作動モードを使
用したシステムを示し、(d)は(a)のシステムで使
用されるフレーム構造を示す図である。
Claims (20)
- 【請求項1】 無線通信用のトランシーバであって、 第1アンテナと、第1周波数範囲の信号を送信するよう
に前記第1アンテナに接続されたた第1フィルタ手段
と、 第2アンテナと、前記トランシーバの作動モードに応じ
て前記第1周波数範囲又はこれと異なる第2周波数範囲
の信号を受信するように前記第2アンテナに接続された
第2フィルタ手段とを具え、前記トランシーバが第1作
動モードにある場合、前記トランシーバは前記第1アン
テナを介して前記第1周波数範囲の信号を送信し且つ前
記第2アンテナを介して前記第2周波数範囲の信号を受
信するように構成され、そして、第2作動モードにある
場合、前記トランシーバは前記第2アンテナを介して前
記第1周波数の信号を受信するように構成されているト
ランシーバ。 - 【請求項2】 前記第1アンテナと前記第1フィルタ手
段が、第2周波数範囲の信号を受信するように構成され
ている請求項1に記載のトランシーバ。 - 【請求項3】 前記第1作動モードにおいて前記第1ア
ンテナと前記第2アンテナで受信された信号を処理し
て、空間ダイバーシティを提供する請求項2に記載のト
ランシーバ。 - 【請求項4】 前記第1フィルタ手段が前記第1周波数
範囲に同調せしめられた第1部分と前記第2周波数範囲
に同調せしめられた第2部分とを有するデュプレックス
・フィルタを具え、使用の際に送信される信号が前記第
1部分によって濾波され、受信信号が前記第2部分によ
って濾波される請求項2又は3に記載のトランシーバ。 - 【請求項5】 前記第2フィルタ手段が、前記第1周波
数範囲に同調せしめられた第1フィルタと、前記第2周
波数範囲に同調せしめられた第2フィルタとを具えてい
る請求項1〜4のいずれか1項に記載のトランシーバ。 - 【請求項6】 スイッチが設けられて、前記第1作動モ
ードにおいて前記第2アンテナを前記第2フィルタに接
続し、前記第2作動モードにおいて前記第2アンテナを
前記第1フィルタに接続する請求項5に記載のトランシ
ーバ。 - 【請求項7】 前記第2フィルタ手段が、第1作動モー
ドにおいて前記第2周波数範囲に同調せしめられ、第2
作動モードにおいて前記第1周波数範囲に同調せしめら
れるチューナブル・フィルタを具えている請求項1〜4
のいずれか1項に記載のトランシーバ。 - 【請求項8】 前記第1及び第2フィルタ手段の出力
が、それぞれの増幅器とミクサ手段に接続されている請
求項1〜7のいずれか1項に記載のトランシーバ。 - 【請求項9】 前記第1作動モードにおいて、同時に信
号を受信し且つ送信するように構成されている請求項1
〜8のいずれか1項に記載のトランシーバ。 - 【請求項10】 前記第2作動モードにおいて、前記ト
ランシーバが前記第1周波数範囲で前記第1アンテナを
介して信号を送信し、前記第2作動モードにおいては、
前記トランシーバは信号の送信と受信を同時には行わな
い請求項1〜9のいずれか1項に記載のトランシーバ。 - 【請求項11】 前記第1周波数範囲が第1部分と第2
部分とを有し、前記第1作動モードにおいて、前記第1
アンテナは前記第1周波数範囲の第1部分で信号を送信
し、前記第2作動モードにおいて、前記第2アンテナは
前記第1周波数範囲の第2部分で信号を受信するように
構成されている請求項1〜10のいずれか1項に記載の
トランシーバ。 - 【請求項12】 前記第1アンテナが、前記第2作動モ
ードにおいて前記第1周波数範囲の第2部分で信号を送
信するように構成されている請求項11に記載のトラン
シーバ。 - 【請求項13】 符号分割多重アクセス・フォーマット
で信号の送信と受信を行う請求項1〜12のいずれか1
項に記載のトランシーバ。 - 【請求項14】 請求項1〜13のいずれか1項に記載
のトランシーバを具えた移動局。 - 【請求項15】 前記第1アンテナを介して送信のみを
行い、前記第2アンテナを介して受信のみを行う請求項
1に記載のトランシーバ。 - 【請求項16】 送信される信号が前記第1周波数範囲
にあり、受信される信号が前記第1周波数範囲かこれと
異なる前記第2周波数範囲のいずれかにある請求項15
に記載のトランシーバ。 - 【請求項17】 無線通信用のトランシーバであって、 第1アンテナと、第1周波数範囲の信号を送信するよう
にこれに接続された第1フィルタ手段と、 第2アンテナと、トランシーバの作動モードに応じて異
なる第2周波数範囲又は第3周波数範囲の信号を受信す
るようにこれに接続された第2フィルタ手段とを具え、
前記トランシーバが第1作動モードにある場合、前記ト
ランシーバは前記第1アンテナを介して前記第1周波数
範囲の信号を送信し、前記第2アンテナを介して前記第
2周波数範囲の信号を受信するように構成され、そし
て、第2作動モードにある場合、前記第2アンテナを介
して前記第3周波数の信号を受信するように構成されて
いるトランシーバ。 - 【請求項18】 前記第3周波数範囲が前記第1周波数
範囲と同じか又はこれに含まれている請求項17に記載
のトランシーバ。 - 【請求項19】 前記第3周波数範囲が前記第1及び第
2周波数範囲と異なる請求項17に記載のトランシー
バ。 - 【請求項20】 前記第2作動モードにおいて、前記第
1アンテナを介して前記第3周波数範囲で信号を送信す
るように構成されている請求項17〜19のいずれか1
項に記載のトランシーバ。
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